一种固态电池的叠片方法与流程

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种固态电池的叠片方法。

背景技术：

固态电池主要由正负极以及固态电解质组成，与传统的液态锂离子电池相比，在制程工艺上减少了注液工序，在原料上减少了隔膜以及液态溶剂的使用。

固态电池的独特性能尤其是在安全性能上的优良表现，引起了人们的广泛重视。固态电池的组装与传统液态锂离子电池的组装有所不同，在材料方面，由于不同材料的加工性能不同，且电池后期不存在电解液浸润，所以在组装时就要拥有良好的接触界面；在安全方面，后期负极、电解质、正极三者的组装，已经形成导电回路，尤其在含锂负极的叠片和组装过程中存在的短路等问题可能会对生产以及安全带来极大的影响，所以在组装的过程中要注意安全问题。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种固态电池的叠片方法，该方法有助于工序间的转移和机械设备的简化，易于工业化生产。

本发明提出的一种固态电池的叠片方法，包括以下步骤：

s1、将固态电解质间隙涂布在易转移基体上；

s2、将两个易转移基体上下并列布置并在同一方向上传送，得上基体和下基体，上基体和下基体上涂布的固态电解质方向相对；

s3、将模切好的负极通过机械手臂转移至下基体的固态电解质上；

s4、通过传送带将负极上下两面与上、下基体上的固态电解质在平压机上热复合，得复合单元；

s5、调节刮刀与传动带的间隙，将复合单元转移到升降台上，易转移基体通过上下卷轴分别自动收卷；

s6、将模切好的正极组分通过机械手臂转移到负极上侧固态电解质上，平压机热复合，得正负极单元；

s7、复合的正负极单元通过机械手臂转移重复叠片组装成完整卷芯。

优选地，s1中，固态电解质为聚合物电解质、无机物电解质、混合电解质中的任意一种。

优选地，s1中，易转移基体为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任意一种。

优选地，s3中，负极为石墨体系、硅碳体系、硅碳石墨体系、预锂石墨体系、预锂硅碳体系、预锂硅碳石墨体系、锂金属负极体系、锂合金负极体系中的任意一种。

优选地，s4中，热复合的参数为：复合时间30s-30min，复合温度为30-100℃，复合压力为1-5t。

优选地，s6中，正极组分为磷酸铁锂、钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、其它富锂正极材料中的任意一种。

优选地，s6中，热复合的参数为：复合时间30s-30min，复合温度为30-100℃，复合压力为1-5t。

本发明还提出了一种采用上述方法制备得到的固态电池。

有益效果：本发明提供了一种固态电池的叠片方法，该方法将间歇涂布的固态电解质卷料与模切后的正负极极片热压成复合单元，其中，固态电解质选用聚合物电解质时，其柔性部分在热压的重新塑形可以缓解正负极与电解质的接触界面，模切好的正负极极片有助于工序间的转移和机械设备的简化。该方法简洁明了，易于工业化操作，为固态电池的规模化提供了一种构思。

附图说明

图1为本发明实施例1中的工艺流程图；其中各标号所代表的部件如下：11-间歇涂布的固态电解质、12-易转移基体、13-负极片、14-转移机械臂、15-平压机、16-间歇涂布的固态电解质、17-旋转式转移机械臂、18-升降转移台、19-正极片、20-绝缘保护层；

图2为本发明实施例2中的工艺流程图；其中各标号所代表的部件如下：21-间歇涂布的固态电解质、22-易转移基体、23-负极片、24-转移机械臂、25-间歇涂布的固态电解质、26-平压机、27-旋转式转移机械臂、28-升降转移台、29-正极片、30-绝缘保护层。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

图1为本发明实施例1的工艺流程图,将已经模切好的石墨负极13通过机械手臂14转移到已经间歇涂布在pet基体12上的固态电解质11的部分上，通过传送带到达同样间歇涂布了聚合物电解质的peo基体16上，负极与固态电解质在温度70℃、压力2t的平压机下热压1min，上下卷轴分别收卷pet，刮刀将上述单元转移到升降平台18上，通过机械手臂17转移到另一工作台，已转移的负极与电解质上叠加一片磷酸铁锂正极19，在温度50℃、压力2t的平压机下热压30s，平压机上下均有一层pe绝缘保护层20与卷芯进行隔离，之后的复合单元通过机械手臂转移至磷酸铁锂正极19处与新复合的负极组分以及正极组分重新叠加，其中第二次以后的石墨负极刚开始时转移到间歇涂布在pet基体12有固态电解质11的部分上,最后一次的石墨负极仅与固态电解质11复合。

实施例2

图2为本发明实施例2的工艺流程图,将已经模切好的预锂硅碳负极23通过机械手臂24转移到已经间歇涂布在pet基体22上有固态电解质21的部分上，通过传送带到达同样间歇涂布了聚合物电解质llzo的peo基体25上，负极与固态电解质在温度80℃、压力3t的平压机26下热压1min，上下卷轴分别收卷，刮刀将上述单元转移到升降平台28上，通过机械手臂27转移到另一工作台上，已转移的负极与电解质上叠加一片涂布llzo固态电解质的镍钴锰正极片29，在温度55℃、压力2t的平压机下热压40s，平压机上下均有一层pet绝缘保护层30与卷芯进行隔离，之后的复合单元通过机械手臂转移至29处与新复合的负极组分以及正极组分重新叠加，其中第二次以后的预锂硅碳负极刚开始时转移到间歇涂布在pet基体12有固态电解质21的部分上，最后一次的预锂硅碳负极仅与固态电解质21复合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种固态电池的叠片方法，涉及锂离子电池技术领域，包括以下步骤：将固态电解质间隙涂布在易转移基体上；将两个易转移基体上下并列布置并在同一方向上传送，得上基体和下基体，上基体和下基体上涂布的固态电解质方向相对；将模切好的负极通过机械手臂转移至下基体的固态电解质上；通过传送带将负极上下两面与上、下基体上的固态电解质在平压机上热复合，得复合单元；用刮刀将复合单元转移到升降台，易转移基体通过卷轴自动收卷；将模切好的正极通过机械手臂转移到负极上侧固态电解质上，平压机热复合；将复合的正负极单元通过机械手臂转移重复叠片组装成完整卷芯。本发明有助于工序间的转移和机械设备的简化，易于工业化生产。

技术研发人员：任明秀;王晓燕;许涛
受保护的技术使用者：合肥国轩高科动力能源有限公司
技术研发日：2019.04.03
技术公布日：2019.08.09